粒子分散強化合金の高温強度に及ぼす粒子-母相界面物性の効果

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第2相分散粒子は金属材料の強度に大きな影響を及ぼすことはよく知られている。これは、分散粒子が粒子と母相との界面を通して、母相の変形に大きな影響を及ぼすからである。したがって、強度に及ぼす分散粒子の効果は粒子と母相間の界面物性に強く依存するはずである。特に高温では、界面拡散と界面すべりは界面の物性に強く依存するので、高温強度に及ぼす界面物性の効果は著しいものと考えられる。そこで本研究では、界面物性を母相と粒子が整合であるか、非整合であるかに大別し、整合系としてAl-Al_3Zr、とAl-Al_3Liを選び、また非整合系としてAl-BeとAl-Al_6Mn合金を選び、室温から高温(約450ﾟ)までの強度を測定して、強度に及ぼす界面物性の効果を明らかにすることを目的とした。整合系のAl-Al_3Li合金の転位と粒子の相互作用は高温でも斥力型であることが知られた。これに対して非整合系のAl-BeとAl-Al_6Mn合金では引力型であった。さらに、Al-Al_3ZrとAl-Al_3Li合金のしきい応力を応力緩和法を用いて測定し、分散パラメータより求めたオローワン応力とほぼ一致することが明らかになった。また、Al-BeとAl-Al_6Mn合金ではしきい応力はボイド強化応力と一致した。以上のことにより、分散強化合金の転位と粒子の相互作用およびしきい応力は母相と粒子界面構造に強く依存することが知られた。